Для принятия окончательного решения по глубине залегания была создана комиссия, состоящая из опытных инженеров, приглашены специалисты из Англии, США, Германии и Франции для проведения отдельной геологической экспертизы. Живительно, но результаты иностранных комиссий давали противоположные результаты: англичане были за глубокое залегание с небольшими исключениями, немецкие — за открытый способ мелкого залегания. Советская комиссия дала ответ, опираясь на решение Сталина: закрытый способ работ с глубоким залеганием, с применением открытого на некоторых участках (особенно, где работы уже начались).
В результате открытым способом были построены тоннели от Крымской площади до Библиотеки им. Ленина (вдоль улицы Остоженки, названной затем Метростроевской в честь открытия метро), а также от Сокольников до Каланчевской площади. При прокладывании тоннеля в центральной части Москвы был использован английский проходческий щит с применением сжатого воздуха.
Когда начались интенсивные работы, трасса строительства была немного увеличена: линия от Сокольников должна была вести до Крымской площади, а также необходимо было соорудить Арбатский радиус: от Манежной до Смоленской площади. На трассе было намечено сооружение 13 станций. Для того чтобы избежать случайного выбора трасс строительства следующих очередей метро, без увязки с общим планом реконструируемой Москвы, комиссия во главе с Кагановичем создала перспективную схему развития столичного метро с 10 радиусами, длиной в 80 км. Эту схему в марте 1933 года утвердил ЦК партии. Предполагалась постройка следующих радиусов:
1) Кировский — 10 км;
2) Фрунзенский — 6 км;
3) Арбатский — 5 км;
4) Горьковский — 5 км;
5) Таганский — 10,6 км;
6) Замоскворецкий — 8 км;
7) Покровский — 9,3 км;
8) Рогожский — 9,6 км;
9) Краснопресненский — 4,5 км;
10) Дзержинский — 7,8 км.
Кроме того, в перспективе предусматривалось строительство Тимирязевского и Калужского радиусов, которые фактически были необходимы, т. к. одного Замоскворецкого радиуса для Замоскворечья было явно недостаточно — Калужская и Серпуховская площади, а также целые районы за ними оставались без метро. Также в дальнейшем предполагалась постройка двух кольцевых линий: вдоль Садового кольца и Камер-коллежского вала. Очевидно, что очередность этого плана в дальнейшем не соблюдалась.
Начиная с 1933 года до начала января 1935 года идут напряженные строительные работы. Сначала для строительства метрополитена были направлены опытные шахтеры-горняки из Донбасса. Когда их стало не хватать руководство начало проводить агитацию среди комсомольцев — десятки тысяч молодых людей с энтузиазмом шли на строительство метро. Смена иногда длилась по 20 часов. С помощью ударного труда строительство быстро продвигалось, и к концу 1934 года проходка тоннелей была завершена.
